JPH05273229A - 半導体加速度センサ - Google Patents
半導体加速度センサInfo
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- JPH05273229A JPH05273229A JP4066470A JP6647092A JPH05273229A JP H05273229 A JPH05273229 A JP H05273229A JP 4066470 A JP4066470 A JP 4066470A JP 6647092 A JP6647092 A JP 6647092A JP H05273229 A JPH05273229 A JP H05273229A
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- acceleration sensor
- semiconductor acceleration
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P1/00—Details of instruments
- G01P1/006—Details of instruments used for thermal compensation
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01P—MEASURING LINEAR OR ANGULAR SPEED, ACCELERATION, DECELERATION, OR SHOCK; INDICATING PRESENCE, ABSENCE, OR DIRECTION, OF MOVEMENT
- G01P15/00—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration
- G01P15/02—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses
- G01P15/08—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values
- G01P15/12—Measuring acceleration; Measuring deceleration; Measuring shock, i.e. sudden change of acceleration by making use of inertia forces using solid seismic masses with conversion into electric or magnetic values by alteration of electrical resistance
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- Pressure Sensors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】干渉出力を低減し、かつ耐衝撃性を向上する。
【構成】半導体からなり、厚肉状の重り１００と、この
重りを囲う厚肉状の支持体１２０と、この重りと支持体
を連結しこの重りの中心に対し互に１８０°の回転移動
で合致する一対の薄肉状の梁を１組とする第１および第
２の組の梁１１１，１１３および１１２，１１４とから
なり、これら各梁の上面、例えば梁と支持体と結合部側
の上面にそれぞれ梁の長さ方向の第１の型の歪ゲージ１
３１，１３３，１３５，１３７と巾方向の第２の型の歪
ゲージ１３２，１３４，１３６，１３８とを形成する。
重りを囲う厚肉状の支持体１２０と、この重りと支持体
を連結しこの重りの中心に対し互に１８０°の回転移動
で合致する一対の薄肉状の梁を１組とする第１および第
２の組の梁１１１，１１３および１１２，１１４とから
なり、これら各梁の上面、例えば梁と支持体と結合部側
の上面にそれぞれ梁の長さ方向の第１の型の歪ゲージ１
３１，１３３，１３５，１３７と巾方向の第２の型の歪
ゲージ１３２，１３４，１３６，１３８とを形成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体からなる超小型の
加速度センサに関する。
加速度センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１２は従来の半導体加速度センサの一
例を示し、図１２（ａ）は斜視図、図１２（ｂ）は回路
図である。図１２（ａ）において、半導体からなり、四
角状の厚肉状の例えば厚さ４００ミクロンの重り１０
と、この重り１０と所定の間隔を有し、かつこの重り１
０を囲うよう形成された厚肉状の支持体１２と、重り１
０の一側面と対面する支持体１２の側面とを連結する薄
肉状の、例えば厚さ１０〜４０ミクロンの梁１１とから
なり、この梁１１に歪ゲージ３１，３２，３３，３４が
形成されている。これら歪ゲージのうち歪ゲージ３１，
３３は梁１１と重り１０の結合部側の上面にこの梁１１
の長さ方向に形成され、歪ゲージ３２，３４はその巾方
向に形成される。そしてこれら歪ゲージ３１，３２，３
３，３４を図１２（ｂ）のように歪ゲージ３１と３３，
３２と３４とをそれぞれ対向させてホイートストンブリ
ッジを構成する。なおＶは電源端子、Ｓ1 ，Ｓ2 は信号
出力端子である。
例を示し、図１２（ａ）は斜視図、図１２（ｂ）は回路
図である。図１２（ａ）において、半導体からなり、四
角状の厚肉状の例えば厚さ４００ミクロンの重り１０
と、この重り１０と所定の間隔を有し、かつこの重り１
０を囲うよう形成された厚肉状の支持体１２と、重り１
０の一側面と対面する支持体１２の側面とを連結する薄
肉状の、例えば厚さ１０〜４０ミクロンの梁１１とから
なり、この梁１１に歪ゲージ３１，３２，３３，３４が
形成されている。これら歪ゲージのうち歪ゲージ３１，
３３は梁１１と重り１０の結合部側の上面にこの梁１１
の長さ方向に形成され、歪ゲージ３２，３４はその巾方
向に形成される。そしてこれら歪ゲージ３１，３２，３
３，３４を図１２（ｂ）のように歪ゲージ３１と３３，
３２と３４とをそれぞれ対向させてホイートストンブリ
ッジを構成する。なおＶは電源端子、Ｓ1 ，Ｓ2 は信号
出力端子である。
【０００３】今、重り１０に対し、垂直方向（加速度の
検出方向となる）の加速度が加わると重り１０は垂直方
向の力を受け、梁１１は矢印Ｐ方向に撓む。このときこ
の梁１１の上面には引っ張り応力が働き、この梁１１の
長さ方向に形成された歪ゲージ３１，３３はその抵抗値
が増加するが、この梁１１の巾方向に形成された歪ゲー
ジ３２，３４はその抵抗値に変化は生じない。これによ
ってホイートストンブリッジの信号出力端子Ｓ1 ，Ｓ2
から加速度に比例した大きさの検出信号が出力される。
検出方向となる）の加速度が加わると重り１０は垂直方
向の力を受け、梁１１は矢印Ｐ方向に撓む。このときこ
の梁１１の上面には引っ張り応力が働き、この梁１１の
長さ方向に形成された歪ゲージ３１，３３はその抵抗値
が増加するが、この梁１１の巾方向に形成された歪ゲー
ジ３２，３４はその抵抗値に変化は生じない。これによ
ってホイートストンブリッジの信号出力端子Ｓ1 ，Ｓ2
から加速度に比例した大きさの検出信号が出力される。
【０００４】また、この半導体加速度センサは重り１０
を片側で支持する構造となっているので衝撃に弱く、通
常図１３に示すようにダンピング液８３０が封入された
密閉容器８５０に収納される。図１３において、８００
は前記半導体加速度センサを示し、８２０は検出信号の
増巾器を示す。
を片側で支持する構造となっているので衝撃に弱く、通
常図１３に示すようにダンピング液８３０が封入された
密閉容器８５０に収納される。図１３において、８００
は前記半導体加速度センサを示し、８２０は検出信号の
増巾器を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の半導体加速度セ
ンサにおいては、図１４で示すように梁１１の撓み中心
線１３と重り１０の重心点Ｇとの間に距離Ｌがあるの
で、横方向（加速度の非検出方向となる）に加速度が加
わると、この加速度と距離Ｌによって重り１０に矢印Ｍ
に示す方向のモーメントが加わり、重り１０は垂直方向
に加速度が加わったときと同様垂直方向の力を受け、梁
１１は矢印Ｐ方向に撓んでしまう。この撓みによっても
ホイートストンブリッジは信号を出力し、この信号出力
は干渉出力となり検出精度を低下させる。
ンサにおいては、図１４で示すように梁１１の撓み中心
線１３と重り１０の重心点Ｇとの間に距離Ｌがあるの
で、横方向（加速度の非検出方向となる）に加速度が加
わると、この加速度と距離Ｌによって重り１０に矢印Ｍ
に示す方向のモーメントが加わり、重り１０は垂直方向
に加速度が加わったときと同様垂直方向の力を受け、梁
１１は矢印Ｐ方向に撓んでしまう。この撓みによっても
ホイートストンブリッジは信号を出力し、この信号出力
は干渉出力となり検出精度を低下させる。
【０００６】このため、図１５に示すように重り１０の
上面に、例えばガラスなどからなる追加重り１４を接合
し、重り１０と追加重り１４とからなる重りの重心点Ｇ
が丁度梁１１の撓み中心線１３と合致させ、それらの間
の距離Ｌを零とすることが考えられるが、追加重りを接
合する特別な工程が増えコストが上昇する問題がある。
上面に、例えばガラスなどからなる追加重り１４を接合
し、重り１０と追加重り１４とからなる重りの重心点Ｇ
が丁度梁１１の撓み中心線１３と合致させ、それらの間
の距離Ｌを零とすることが考えられるが、追加重りを接
合する特別な工程が増えコストが上昇する問題がある。
【０００７】また、前述の図１２あるいは図１５に示す
半導体加速度センサにおいては、半導体基板から重り１
０，支持体１２および梁１１を形成するために、例えば
プラズマエッチングのような加工手段により、半導体基
板の上面および下面から掘削加工を行うが、プラズマエ
ッチングはその特性から加工幅寸法が大きい場合はエッ
チングが早くすすみ、小さい場合は遅く進むので、図１
６に示すその加工途中の半導体基板の断面のように、加
工幅寸法がＷ3 ，Ｗ4 に示すように異なると、掘削深さ
はＤ3 ，Ｄ4 に示すように異なってしまう。このため掘
削加工の精度が低く製造の歩止まりが悪い問題がある。
半導体加速度センサにおいては、半導体基板から重り１
０，支持体１２および梁１１を形成するために、例えば
プラズマエッチングのような加工手段により、半導体基
板の上面および下面から掘削加工を行うが、プラズマエ
ッチングはその特性から加工幅寸法が大きい場合はエッ
チングが早くすすみ、小さい場合は遅く進むので、図１
６に示すその加工途中の半導体基板の断面のように、加
工幅寸法がＷ3 ，Ｗ4 に示すように異なると、掘削深さ
はＤ3 ，Ｄ4 に示すように異なってしまう。このため掘
削加工の精度が低く製造の歩止まりが悪い問題がある。
【０００８】更にまた、前述の半導体加速度センサにお
いては耐衝撃性を高めるため、通常ダンピング液が封入
された密閉容器に収納されるが、ダンピング液によって
検出感度が低下するので、ダンピング液封入前に感度低
下率を予測して感度調整をする必要がある。しかし、ダ
ンピング液の粘度や圧縮率は圧力や温度によって変化す
るので感度がばらついてしまい、同様製造の歩止まりが
悪い問題がある。
いては耐衝撃性を高めるため、通常ダンピング液が封入
された密閉容器に収納されるが、ダンピング液によって
検出感度が低下するので、ダンピング液封入前に感度低
下率を予測して感度調整をする必要がある。しかし、ダ
ンピング液の粘度や圧縮率は圧力や温度によって変化す
るので感度がばらついてしまい、同様製造の歩止まりが
悪い問題がある。
【０００９】本発明の目的は前述の問題点を解決し、干
渉出力を低減し、かつ製造における掘削加工精度を向上
した半導体加速度センサを提供することにある。更に、
耐衝撃性を向上しダンピング液が封入された密閉容器に
収納することを不要とすることにある。
渉出力を低減し、かつ製造における掘削加工精度を向上
した半導体加速度センサを提供することにある。更に、
耐衝撃性を向上しダンピング液が封入された密閉容器に
収納することを不要とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
めに本発明の半導体加速度センサは半導体からなり、厚
肉状の重りと、この重りと所定の間隔を有し、かつこの
重りを囲うよう形成された厚肉状の支持体と、前記重り
の外周と前記支持体の内周とを連結しこの重りの中心に
対し互に１８０°の回転移動で合致する一対の薄肉状の
梁を１組とする第１および第２の組の梁とからなり、こ
れら各梁の上面にそれぞれ歪ゲージが形成する。そして
前述の歪ゲージはそれぞれ梁と支持体の結合部側の上面
にその長さ方向に形成される第１の型の歪ゲージと、そ
の巾方向に形成される第２の型の歪ゲージとからなり、
これら第１の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第１
の型の歪ゲージと第２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成
された第１の型の歪ゲージとを対向させ、第１の組の薄
肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージと第
２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪
ゲージとを対向させてホイートストンブリッジを構成す
る。また、重り，支持体および各梁は１個の半導体基板
から形成され、これらを形成するためのこの半導体基板
の上面および下面からの掘削加工部はその加工幅寸法が
それぞれ同一となるようにする。更に支持体はその上面
周辺に各梁の上面に形成された各歪ゲージに接続される
複数個の一方の側の信号端子と、この信号端子と同一形
状の複数個の一方の側のダミー信号端子とがほぼ均一な
間隔で設けられ、これら複数個の一方の側の信号端子と
ダミー信号とにそれぞれ対面し接続される複数個の他方
の側の信号端子とダミー信号端子とを有し、この他方の
側の信号端子を通して各梁に形成された各歪ゲージを外
部に接続する支持基板を備え、これら一方の側と他方の
側の信号端子およびダミー信号端子をそれぞれ加えた高
さは、重りの動作変位量より僅かに大きい寸法に設定す
る。更にまた、重りはその上面にその外周が支持体の内
周より大きい逆凸形の付加おもり兼ストッパが設けら
れ、この付加おもり兼ストッパの外周部下面と支持体の
上面との間隔は前記重りの許容変位量より小さい寸法に
設定する。更にまた、支持体はその下面にその外周が重
りの外周より大きい上方向の窪みを有する支持基板が設
けられ、この窪みの面と前記重りの下面との間隔は、前
記重りの動作変位量より僅かに大きい寸法に設定する。
更にまた、支持体はその上面にその外周が重りの外周よ
り大きい下方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外
周部に対面する個所に複数個の下方向の突部が設けられ
た上部支持基板と、その下面にその外周が前記重りの外
周より大きい上方向の窪みを有し、この窪みの前記重り
の外周部に対面する個所に複数個の上方向の突部が設け
られた下部支持基板とを備え、前記上部支持基板および
前記下部支持基板の各窪みの面と前記重りの上面および
下面との間隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅か
に大きい寸法に設定され、前記上部支持基板および前記
下部支持基板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの
上面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位
量より小さい寸法に設定する。更にまた、支持体はその
上面にその外周が重りの外周より大きい下方向の窪みを
有し、この窪みの前記重りの外周部に対面する個所にこ
の外周部に沿った下方向の突部が設けられた上部支持基
板と、その下面にその外周が前記重りの外周より大きい
上方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に対
面する個所にこの外周部に沿った上方向の突部が設けら
れた下部支持基板とを備え、前記上部支持基板および前
記下部支持基板の各窪みの面と前記重りの上面および下
面との間隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅かに
大きい寸法に設定され、前記上部支持基板および前記下
部支持基板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの上
面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位量
より小さい寸法に設定する。更にまた、前述の各半導体
加速度センサを不活性気体が封入された密閉容器内に収
容する。
めに本発明の半導体加速度センサは半導体からなり、厚
肉状の重りと、この重りと所定の間隔を有し、かつこの
重りを囲うよう形成された厚肉状の支持体と、前記重り
の外周と前記支持体の内周とを連結しこの重りの中心に
対し互に１８０°の回転移動で合致する一対の薄肉状の
梁を１組とする第１および第２の組の梁とからなり、こ
れら各梁の上面にそれぞれ歪ゲージが形成する。そして
前述の歪ゲージはそれぞれ梁と支持体の結合部側の上面
にその長さ方向に形成される第１の型の歪ゲージと、そ
の巾方向に形成される第２の型の歪ゲージとからなり、
これら第１の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第１
の型の歪ゲージと第２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成
された第１の型の歪ゲージとを対向させ、第１の組の薄
肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージと第
２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪
ゲージとを対向させてホイートストンブリッジを構成す
る。また、重り，支持体および各梁は１個の半導体基板
から形成され、これらを形成するためのこの半導体基板
の上面および下面からの掘削加工部はその加工幅寸法が
それぞれ同一となるようにする。更に支持体はその上面
周辺に各梁の上面に形成された各歪ゲージに接続される
複数個の一方の側の信号端子と、この信号端子と同一形
状の複数個の一方の側のダミー信号端子とがほぼ均一な
間隔で設けられ、これら複数個の一方の側の信号端子と
ダミー信号とにそれぞれ対面し接続される複数個の他方
の側の信号端子とダミー信号端子とを有し、この他方の
側の信号端子を通して各梁に形成された各歪ゲージを外
部に接続する支持基板を備え、これら一方の側と他方の
側の信号端子およびダミー信号端子をそれぞれ加えた高
さは、重りの動作変位量より僅かに大きい寸法に設定す
る。更にまた、重りはその上面にその外周が支持体の内
周より大きい逆凸形の付加おもり兼ストッパが設けら
れ、この付加おもり兼ストッパの外周部下面と支持体の
上面との間隔は前記重りの許容変位量より小さい寸法に
設定する。更にまた、支持体はその下面にその外周が重
りの外周より大きい上方向の窪みを有する支持基板が設
けられ、この窪みの面と前記重りの下面との間隔は、前
記重りの動作変位量より僅かに大きい寸法に設定する。
更にまた、支持体はその上面にその外周が重りの外周よ
り大きい下方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外
周部に対面する個所に複数個の下方向の突部が設けられ
た上部支持基板と、その下面にその外周が前記重りの外
周より大きい上方向の窪みを有し、この窪みの前記重り
の外周部に対面する個所に複数個の上方向の突部が設け
られた下部支持基板とを備え、前記上部支持基板および
前記下部支持基板の各窪みの面と前記重りの上面および
下面との間隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅か
に大きい寸法に設定され、前記上部支持基板および前記
下部支持基板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの
上面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位
量より小さい寸法に設定する。更にまた、支持体はその
上面にその外周が重りの外周より大きい下方向の窪みを
有し、この窪みの前記重りの外周部に対面する個所にこ
の外周部に沿った下方向の突部が設けられた上部支持基
板と、その下面にその外周が前記重りの外周より大きい
上方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に対
面する個所にこの外周部に沿った上方向の突部が設けら
れた下部支持基板とを備え、前記上部支持基板および前
記下部支持基板の各窪みの面と前記重りの上面および下
面との間隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅かに
大きい寸法に設定され、前記上部支持基板および前記下
部支持基板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの上
面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位量
より小さい寸法に設定する。更にまた、前述の各半導体
加速度センサを不活性気体が封入された密閉容器内に収
容する。
【００１１】
【作用】請求項１記載の半導体加速度センサでは、梁は
重りの中心に対し互に１８０°の回転移動で合致する一
対の薄肉状の梁を１組とする第１および第２の組の梁か
らなるようにしたので、重りはこれら梁により左右から
支持されるので横方向（非検出方向）の加速度が加わっ
た場合、梁の撓みは従来の片側の梁で支持される場合に
比し著るしく小さくなり干渉出力は低減され、かつ耐衝
撃性が向上する。
重りの中心に対し互に１８０°の回転移動で合致する一
対の薄肉状の梁を１組とする第１および第２の組の梁か
らなるようにしたので、重りはこれら梁により左右から
支持されるので横方向（非検出方向）の加速度が加わっ
た場合、梁の撓みは従来の片側の梁で支持される場合に
比し著るしく小さくなり干渉出力は低減され、かつ耐衝
撃性が向上する。
【００１２】請求項２記載の半導体加速度センサでは、
歪ゲージはそれぞれ梁と支持体の結合部側の上面にその
長さ方向に形成される第１の型の歪ゲージと、その巾方
向に形成される第２の型の歪ゲージとからなり、これら
第１の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第１の型の
歪ゲージと第２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された
第１の型の歪ゲージとを対向させ、第１の組の薄肉状の
梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージと第２の組
の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージ
とを対向させてホイートストンブリッジを構成したの
で、横方向（非検出方向）の加速度が加わり、重りにモ
ーメントが加わった場合、互に１８０°の回転移動で合
致する一対の薄肉状の梁の一方の梁の上面に、例えば圧
縮応力が働くと他方の梁の上面には引っ張り応力が働く
ようになる。従ってホイートストンブリッジにおいては
これら梁の上面に形成されている第１の型の歪ゲージの
抵抗変化は互に打消すように働き、ホイートストンブリ
ッジからは信号が出力されないので、干渉出力は低減さ
れる。
歪ゲージはそれぞれ梁と支持体の結合部側の上面にその
長さ方向に形成される第１の型の歪ゲージと、その巾方
向に形成される第２の型の歪ゲージとからなり、これら
第１の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第１の型の
歪ゲージと第２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された
第１の型の歪ゲージとを対向させ、第１の組の薄肉状の
梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージと第２の組
の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージ
とを対向させてホイートストンブリッジを構成したの
で、横方向（非検出方向）の加速度が加わり、重りにモ
ーメントが加わった場合、互に１８０°の回転移動で合
致する一対の薄肉状の梁の一方の梁の上面に、例えば圧
縮応力が働くと他方の梁の上面には引っ張り応力が働く
ようになる。従ってホイートストンブリッジにおいては
これら梁の上面に形成されている第１の型の歪ゲージの
抵抗変化は互に打消すように働き、ホイートストンブリ
ッジからは信号が出力されないので、干渉出力は低減さ
れる。
【００１３】請求項３記載の半導体加速度センサでは、
重り，支持体および各梁は１個の半導体基板から形成さ
れ、これらを形成するためのこの半導体基板の上面およ
び下面からの掘削加工部はその加工幅寸法がそれぞれ同
一となるようにしたので、例えばプラズマエッチングに
よる掘削加工においてエッチング速度が一定となり加工
精度が向上する。
重り，支持体および各梁は１個の半導体基板から形成さ
れ、これらを形成するためのこの半導体基板の上面およ
び下面からの掘削加工部はその加工幅寸法がそれぞれ同
一となるようにしたので、例えばプラズマエッチングに
よる掘削加工においてエッチング速度が一定となり加工
精度が向上する。
【００１４】請求項４記載の半導体加速度センサでは、
支持体はその上面周辺に各梁の上面に形成された各歪ゲ
ージに接続される複数個の一方の側の信号端子と、この
信号端子と同一形状の複数個の一方の側のダミー信号端
子とがほぼ均一な間隔で設けられ、これら複数個の一方
の側の信号端子とダミー信号とにそれぞれ対面し接続さ
れる複数個の他方の側の信号端子とダミー信号端子とを
有し、この他方の側の信号端子を通して各梁に形成され
た各歪ゲージを外部に接続する支持基板を備え、これら
一方の側と他方の側の信号端子およびダミー信号端子を
それぞれ加えた高さは、重りの動作変位量より僅かに大
きい寸法に設定したので衝撃が加わったとき重りの上面
と支持基板の下面との間にある気体の圧縮によって重り
には、例えば５００Hz以上の高周波領域でのダンピング
が加えられ耐衝撃性が向上する。
支持体はその上面周辺に各梁の上面に形成された各歪ゲ
ージに接続される複数個の一方の側の信号端子と、この
信号端子と同一形状の複数個の一方の側のダミー信号端
子とがほぼ均一な間隔で設けられ、これら複数個の一方
の側の信号端子とダミー信号とにそれぞれ対面し接続さ
れる複数個の他方の側の信号端子とダミー信号端子とを
有し、この他方の側の信号端子を通して各梁に形成され
た各歪ゲージを外部に接続する支持基板を備え、これら
一方の側と他方の側の信号端子およびダミー信号端子を
それぞれ加えた高さは、重りの動作変位量より僅かに大
きい寸法に設定したので衝撃が加わったとき重りの上面
と支持基板の下面との間にある気体の圧縮によって重り
には、例えば５００Hz以上の高周波領域でのダンピング
が加えられ耐衝撃性が向上する。
【００１５】請求項５記載の半導体加速度センサでは、
重りはその上面にその外周が支持体の内周より大きい逆
凸形の付加おもり兼ストッパが設けられ、この付加おも
り兼ストッパの外周部下面と支持体の上面との間隔は前
記重りの許容変位量より小さい寸法に設定したので、衝
撃、例えば数十Hz以下の低周波領域の衝撃が加わったと
き、重りはこの付加おもり兼ストッパによって、許容変
位量内に抑えられる。
重りはその上面にその外周が支持体の内周より大きい逆
凸形の付加おもり兼ストッパが設けられ、この付加おも
り兼ストッパの外周部下面と支持体の上面との間隔は前
記重りの許容変位量より小さい寸法に設定したので、衝
撃、例えば数十Hz以下の低周波領域の衝撃が加わったと
き、重りはこの付加おもり兼ストッパによって、許容変
位量内に抑えられる。
【００１６】請求項６記載の半導体加速度センサでは、
支持体はその下面にその外周が重りの外周より大きい上
方向の窪みを有する支持基板が設けられ、この窪みの面
と前記重りの下面との間隔は、前記重りの動作変位量よ
り僅かに大きい寸法に設定したので、衝撃が加わったと
き、重りの下面と支持基板の窪みの面との間にある気体
の圧縮によって重りには請求項４と同様ダンピングが加
えられ耐衝撃性が向上する。
支持体はその下面にその外周が重りの外周より大きい上
方向の窪みを有する支持基板が設けられ、この窪みの面
と前記重りの下面との間隔は、前記重りの動作変位量よ
り僅かに大きい寸法に設定したので、衝撃が加わったと
き、重りの下面と支持基板の窪みの面との間にある気体
の圧縮によって重りには請求項４と同様ダンピングが加
えられ耐衝撃性が向上する。
【００１７】請求項７記載の半導体加速度センサでは、
支持体はその上面にその外周が重りの外周より大きい下
方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に対面
する個所に複数個の下方向の突部が設けられた上部支持
基板と、その下面にその外周が前記重りの外周より大き
い上方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に
対面する個所に複数個の上方向の突部が設けられた下部
支持基板とを備え、前記上部支持基板および前記下部支
持基板の各窪みの面と前記重りの上面および下面との間
隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅かに大きい寸
法に設定され、前記上部支持基板および前記下部支持基
板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの上面および
下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位量より小さ
い寸法に設定したので、衝撃が加わったとき、上部ある
いは下部支持基板の各窪みの面と重りの上面あるいは下
面との間にある気体の圧縮によって重りには請求項４と
同様ダンピングが加えられ耐衝撃性が向上する。更に上
部あるいは下部支持基板の各窪みに設けられた各突部に
よって請求項５と同様許容変位量内に抑えられる。
支持体はその上面にその外周が重りの外周より大きい下
方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に対面
する個所に複数個の下方向の突部が設けられた上部支持
基板と、その下面にその外周が前記重りの外周より大き
い上方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に
対面する個所に複数個の上方向の突部が設けられた下部
支持基板とを備え、前記上部支持基板および前記下部支
持基板の各窪みの面と前記重りの上面および下面との間
隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅かに大きい寸
法に設定され、前記上部支持基板および前記下部支持基
板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの上面および
下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位量より小さ
い寸法に設定したので、衝撃が加わったとき、上部ある
いは下部支持基板の各窪みの面と重りの上面あるいは下
面との間にある気体の圧縮によって重りには請求項４と
同様ダンピングが加えられ耐衝撃性が向上する。更に上
部あるいは下部支持基板の各窪みに設けられた各突部に
よって請求項５と同様許容変位量内に抑えられる。
【００１８】請求項８記載の半導体加速度センサでは、
支持体はその上面にその外周が重りの外周より大きい下
方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に対面
する個所にこの外周部に沿った下方向の突部が設けられ
た上部支持基板と、その下面にその外周が前記重りの外
周より大きい上方向の窪みを有し、この窪みの前記重り
の外周部に対面する個所にこの外周部に沿った上方向の
突部が設けられた下部支持基板とを備え、前記上部支持
基板および前記下部支持基板の各窪みの面と前記重りの
上面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの動作変位
量より僅かに大きい寸法に設定され、前記上部支持基板
および前記下部支持基板の各窪みに設けられた各突部と
前記重りの上面および下面との間隔はそれぞれ前記重り
の許容変位量より小さい寸法に設定したので、衝撃が加
わったとき、上部あるいは下部支持基板の各窪みの面と
重りの上面あるいは下面との間にある気体の圧縮によっ
て重りには請求項４と同様ダンピングが加えられ耐衝撃
性が向上する。更に上部あるいは下部支持基板の各窪み
に設けられた各突部によって請求項５と同様許容変位量
内に抑えられる。
支持体はその上面にその外周が重りの外周より大きい下
方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に対面
する個所にこの外周部に沿った下方向の突部が設けられ
た上部支持基板と、その下面にその外周が前記重りの外
周より大きい上方向の窪みを有し、この窪みの前記重り
の外周部に対面する個所にこの外周部に沿った上方向の
突部が設けられた下部支持基板とを備え、前記上部支持
基板および前記下部支持基板の各窪みの面と前記重りの
上面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの動作変位
量より僅かに大きい寸法に設定され、前記上部支持基板
および前記下部支持基板の各窪みに設けられた各突部と
前記重りの上面および下面との間隔はそれぞれ前記重り
の許容変位量より小さい寸法に設定したので、衝撃が加
わったとき、上部あるいは下部支持基板の各窪みの面と
重りの上面あるいは下面との間にある気体の圧縮によっ
て重りには請求項４と同様ダンピングが加えられ耐衝撃
性が向上する。更に上部あるいは下部支持基板の各窪み
に設けられた各突部によって請求項５と同様許容変位量
内に抑えられる。
【００１９】これらの半導体加速度センサはそれぞれ構
造的に耐衝撃性が向上されており、従来のダンピング液
が封入された密閉容器に換えて、請求項９に示すように
不活性気体の封入された密閉容器に収納することができ
る。
造的に耐衝撃性が向上されており、従来のダンピング液
が封入された密閉容器に換えて、請求項９に示すように
不活性気体の封入された密閉容器に収納することができ
る。
【００２０】
【実施例】図１は本発明の半導体加速度センサの第１の
実施例を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面
図、図１（ｃ）は回路図である。図１（ａ），（ｂ）に
おいて、半導体加速度センサは半導体からなり、四角形
の厚肉状の、例えば厚さ４００ミクロンの重り１００
と、この重り１００と所定の間隔を有し、かつこの重り
１００を囲うよう形成された厚肉状の支持体１２０と、
重り１００の外周と支持体１２０の内周とを連結し、こ
の重りの中心Ｏに対し互に１８０°の回転移動で合致す
る一対のＬ字形の薄肉状の、例えば厚さ１０〜４０ミク
ロンの梁を１組とする第１の組の梁１１１，１１３と第
２の組の梁１１２，１１４とからなり、これら各梁の上
面にそれぞれ歪ゲージ１３１〜１３８が形成されてい
る。
実施例を示し、図１（ａ）は平面図、図１（ｂ）は断面
図、図１（ｃ）は回路図である。図１（ａ），（ｂ）に
おいて、半導体加速度センサは半導体からなり、四角形
の厚肉状の、例えば厚さ４００ミクロンの重り１００
と、この重り１００と所定の間隔を有し、かつこの重り
１００を囲うよう形成された厚肉状の支持体１２０と、
重り１００の外周と支持体１２０の内周とを連結し、こ
の重りの中心Ｏに対し互に１８０°の回転移動で合致す
る一対のＬ字形の薄肉状の、例えば厚さ１０〜４０ミク
ロンの梁を１組とする第１の組の梁１１１，１１３と第
２の組の梁１１２，１１４とからなり、これら各梁の上
面にそれぞれ歪ゲージ１３１〜１３８が形成されてい
る。
【００２１】この半導体加速度センサは、重りは一対の
梁によって左右から支持されるので、横方向（非検出方
向になる）の加速度が加わった場合、梁の撓みは片側の
梁で支持される場合に比し著しく小さくなり干渉出力は
低減され、かつ耐久性が向上する。そして、各梁１１１
〜１１４の上面に形成される歪ゲージ１３１〜１３８
は、これら梁と支持体１２０の結合部側の上面にその長
さ方向に形成される第１の型の歪ゲージ１３１，１３
３，１３５，１３７と、その巾方向に形成される第２の
型の歪ゲージ１３２，１３４，１３６，１３８とからな
っている。そしてこれら歪ゲージを図１（ｃ）に示すよ
うに、第１の組の梁１１１，１１３にそれぞれ形成され
た第１の型の歪ゲージ１３１，１３５と第２の組の薄肉
状の梁１１２，１１４にそれぞれ形成された第１の型の
歪ゲージ１３３，１３７とを対向させ、第１の組の梁１
１１，１１３にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージ
１３２，１３６と第２の組の梁１１２，１１４にそれぞ
れ形成された第２の型の歪ゲージ１３４，１３８とを対
向させてホイートストンブリッジを構成する。なおＶは
電源端子、Ｓ1 ，Ｓ2 は信号出力端子である。
梁によって左右から支持されるので、横方向（非検出方
向になる）の加速度が加わった場合、梁の撓みは片側の
梁で支持される場合に比し著しく小さくなり干渉出力は
低減され、かつ耐久性が向上する。そして、各梁１１１
〜１１４の上面に形成される歪ゲージ１３１〜１３８
は、これら梁と支持体１２０の結合部側の上面にその長
さ方向に形成される第１の型の歪ゲージ１３１，１３
３，１３５，１３７と、その巾方向に形成される第２の
型の歪ゲージ１３２，１３４，１３６，１３８とからな
っている。そしてこれら歪ゲージを図１（ｃ）に示すよ
うに、第１の組の梁１１１，１１３にそれぞれ形成され
た第１の型の歪ゲージ１３１，１３５と第２の組の薄肉
状の梁１１２，１１４にそれぞれ形成された第１の型の
歪ゲージ１３３，１３７とを対向させ、第１の組の梁１
１１，１１３にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージ
１３２，１３６と第２の組の梁１１２，１１４にそれぞ
れ形成された第２の型の歪ゲージ１３４，１３８とを対
向させてホイートストンブリッジを構成する。なおＶは
電源端子、Ｓ1 ，Ｓ2 は信号出力端子である。
【００２２】今、重り１００に対し垂直方向（加速度の
検出方向となる）の加速度が加わると重り１００は垂直
方向の力を受け、梁１１１，１１２，１１３，１１４は
矢印Ｐ方向に撓む。このときこれら梁の梁と支持体１２
０の結合側の上面には引っ張り応力が働き、これら梁の
長さ方向に形成された第１の型の歪ゲージ１３１，１３
３，１３５，１３７はその抵抗値が増加するが、これら
梁の巾方向に形成された第２の型の歪ゲージ１３２，１
３４，１３６，１３８はその抵抗値に変化は生じない。
これによってホイートストンブリッジの信号出力端子Ｓ
1 ，Ｓ2 から加速度に比例した大きさの検出信号が出力
される。
検出方向となる）の加速度が加わると重り１００は垂直
方向の力を受け、梁１１１，１１２，１１３，１１４は
矢印Ｐ方向に撓む。このときこれら梁の梁と支持体１２
０の結合側の上面には引っ張り応力が働き、これら梁の
長さ方向に形成された第１の型の歪ゲージ１３１，１３
３，１３５，１３７はその抵抗値が増加するが、これら
梁の巾方向に形成された第２の型の歪ゲージ１３２，１
３４，１３６，１３８はその抵抗値に変化は生じない。
これによってホイートストンブリッジの信号出力端子Ｓ
1 ，Ｓ2 から加速度に比例した大きさの検出信号が出力
される。
【００２３】また、横方向（非検出方向となる）の加速
度が加わった場合、各梁の撓み中心線１３と重り１００
の重心点Ｇとの間の距離Ｌによって重り１００にモーメ
ントＭが加わり、一対の梁１１２，１１４の一方の梁、
例えば梁１１２の上面に圧縮応力が働くと他方の梁１１
４の上面には引っ張り応力が働くようになる。従ってホ
イートストンブリッジにおいては、これら梁に形成され
ている第１の型の歪ゲージ１３３と１３７の抵抗変化は
互に打消すように働き、ホイートストンブリッジからは
信号は出力されないので干渉出力は低減される。
度が加わった場合、各梁の撓み中心線１３と重り１００
の重心点Ｇとの間の距離Ｌによって重り１００にモーメ
ントＭが加わり、一対の梁１１２，１１４の一方の梁、
例えば梁１１２の上面に圧縮応力が働くと他方の梁１１
４の上面には引っ張り応力が働くようになる。従ってホ
イートストンブリッジにおいては、これら梁に形成され
ている第１の型の歪ゲージ１３３と１３７の抵抗変化は
互に打消すように働き、ホイートストンブリッジからは
信号は出力されないので干渉出力は低減される。
【００２４】なお、図１では厚肉状の重り１００は四角
形としたが、四角形に限定されるものでなく、例えば円
形で差支えない。また薄肉状の梁はＬ字形としたが、Ｌ
字形に限定されるものでなく、例えばＩ字形すなわち短
形で差支えない。図２は本発明の半導体加速度センサの
第２の実施例を示し、図２は半導体基板から重り，支持
体および各梁を形成するための加工方法を示し、図２
（ａ）は半導体基板の平面図、図２（ｂ）は半導体基板
の下面図である。
形としたが、四角形に限定されるものでなく、例えば円
形で差支えない。また薄肉状の梁はＬ字形としたが、Ｌ
字形に限定されるものでなく、例えばＩ字形すなわち短
形で差支えない。図２は本発明の半導体加速度センサの
第２の実施例を示し、図２は半導体基板から重り，支持
体および各梁を形成するための加工方法を示し、図２
（ａ）は半導体基板の平面図、図２（ｂ）は半導体基板
の下面図である。
【００２５】図２において、重り１００，支持体１２０
および各梁１１１，１１２，１１３，１１４を形成する
加工方法は、まず図２（ａ）に示すように、半導体基板
の上面から斜線で示される２１０の部分を、例えばプラ
ズマエッチングによって重り１００の厚さ以上に掘削加
工し、その後下面から図２（ｂ）の斜線で示される２１
１の部分を各梁１１１，１１２，１１３，１１４の厚さ
が、例えば１０〜４０ミクロンになるように掘削加工す
る。
および各梁１１１，１１２，１１３，１１４を形成する
加工方法は、まず図２（ａ）に示すように、半導体基板
の上面から斜線で示される２１０の部分を、例えばプラ
ズマエッチングによって重り１００の厚さ以上に掘削加
工し、その後下面から図２（ｂ）の斜線で示される２１
１の部分を各梁１１１，１１２，１１３，１１４の厚さ
が、例えば１０〜４０ミクロンになるように掘削加工す
る。
【００２６】ここで本発明においては上部あるいは下部
からの各掘削加工部２１０および２１１の加工幅寸法Ｗ
1 およびＷ2 をそれぞれどの部分も一定としたのでエッ
チング速度が一定となり加工精度が向上する。図３は本
発明の半導体加速度センサの第３の実施例を示し、図３
に示す実施例が図２に示す実施例と異なるところは、図
２におけるＬ字形の薄肉状の梁に換えてＩ字形、すなわ
ち短形の薄肉状の各梁１１１，１１２，１１３，１１４
が設けられ、梁１１１と１１３、梁１１２と１１４は重
り１００の中心点Ｏに対しそれぞれ１８０°の回転移動
で合致するとともに、梁１１１と１１４、梁１１２と１
１３は重り１００の縦軸Ｖに対しそれぞれ対称に配置さ
れた点にある。その他については図２と同様である。
からの各掘削加工部２１０および２１１の加工幅寸法Ｗ
1 およびＷ2 をそれぞれどの部分も一定としたのでエッ
チング速度が一定となり加工精度が向上する。図３は本
発明の半導体加速度センサの第３の実施例を示し、図３
に示す実施例が図２に示す実施例と異なるところは、図
２におけるＬ字形の薄肉状の梁に換えてＩ字形、すなわ
ち短形の薄肉状の各梁１１１，１１２，１１３，１１４
が設けられ、梁１１１と１１３、梁１１２と１１４は重
り１００の中心点Ｏに対しそれぞれ１８０°の回転移動
で合致するとともに、梁１１１と１１４、梁１１２と１
１３は重り１００の縦軸Ｖに対しそれぞれ対称に配置さ
れた点にある。その他については図２と同様である。
【００２７】図４および図５は本発明の半導体加速度セ
ンサの第４の実施例を示し、図４は断面図、図５は図４
の詳細を示し図５（ａ）は重り１００，支持体１２０お
よび各梁１１１〜１１４からなるセンサ部の平面図、図
５（ｂ）は支持基板４５０の下面図である。図４および
図５において、支持体１２０の上面周辺に、各梁の上面
に形成された各歪ゲージに接続される複数個の一方の側
の信号端子４３０と、この信号端子４３０と同一形状の
複数個の一方の側のダミー信号端子４３１とがほぼ均一
な間隔で設けられる。これら複数個の一方の側の信号端
子４３０とダミー信号端子４３１とにそれぞれ対面し接
続される複数個の他方の側の信号端子４３２とダミー信
号端子４３３とを有し、この他方の側の信号端子４３２
およびこれに接続された接続端子４６０を通して各梁に
形成された各歪ゲージを外部に接続する支持基板４５０
を備えている。そしてこれら一方の側および他方の側信
号端子４３０，４３２を加えた高さと、一方の側および
他方の側ダミー信号端子４３１，４３３を加えた高さ
は、それぞれ重り１００の動作変位量により僅かに、例
えば１０〜３０ミクロン大きい寸法Ｈ1 に設定されてい
る。
ンサの第４の実施例を示し、図４は断面図、図５は図４
の詳細を示し図５（ａ）は重り１００，支持体１２０お
よび各梁１１１〜１１４からなるセンサ部の平面図、図
５（ｂ）は支持基板４５０の下面図である。図４および
図５において、支持体１２０の上面周辺に、各梁の上面
に形成された各歪ゲージに接続される複数個の一方の側
の信号端子４３０と、この信号端子４３０と同一形状の
複数個の一方の側のダミー信号端子４３１とがほぼ均一
な間隔で設けられる。これら複数個の一方の側の信号端
子４３０とダミー信号端子４３１とにそれぞれ対面し接
続される複数個の他方の側の信号端子４３２とダミー信
号端子４３３とを有し、この他方の側の信号端子４３２
およびこれに接続された接続端子４６０を通して各梁に
形成された各歪ゲージを外部に接続する支持基板４５０
を備えている。そしてこれら一方の側および他方の側信
号端子４３０，４３２を加えた高さと、一方の側および
他方の側ダミー信号端子４３１，４３３を加えた高さ
は、それぞれ重り１００の動作変位量により僅かに、例
えば１０〜３０ミクロン大きい寸法Ｈ1 に設定されてい
る。
【００２８】この半導体加速度センサに衝撃が加わった
とき重り１００の上面と支持基板４５０の下面との間に
ある気体の圧縮によって重り１００、例えば５００Hz以
上の高周波領域でのダンピングが加えられ耐衝撃性が向
上する。なお、これら一方の側および他方の側の信号端
子４３０，４３２とダミー信号端子４３１，４３３は、
例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｂ／Ｓｎなどの金属厚膜で形成す
ると便利である。
とき重り１００の上面と支持基板４５０の下面との間に
ある気体の圧縮によって重り１００、例えば５００Hz以
上の高周波領域でのダンピングが加えられ耐衝撃性が向
上する。なお、これら一方の側および他方の側の信号端
子４３０，４３２とダミー信号端子４３１，４３３は、
例えばＡｕ，Ａｇ，Ｐｂ／Ｓｎなどの金属厚膜で形成す
ると便利である。
【００２９】図６は本発明の半導体加速度センサの第５
の実施例を示し、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は図
６（ａ）の半導体加速度センサに衝撃が加わったときの
断面図である。図６（ａ）において重り１００の上面に
その外周が支持体１２０の内周より大きい逆凸形の付加
おもり兼ストッパ５２０が設けられ、この付加おもり兼
ストッパ５２０の外周部下面と支持体１２０の上面との
間隔Ｈ2 は重り１００の許容変位量より小さい寸法に設
定されている。
の実施例を示し、図６（ａ）は断面図、図６（ｂ）は図
６（ａ）の半導体加速度センサに衝撃が加わったときの
断面図である。図６（ａ）において重り１００の上面に
その外周が支持体１２０の内周より大きい逆凸形の付加
おもり兼ストッパ５２０が設けられ、この付加おもり兼
ストッパ５２０の外周部下面と支持体１２０の上面との
間隔Ｈ2 は重り１００の許容変位量より小さい寸法に設
定されている。
【００３０】この半導体加速度センサに衝撃、例えば数
十Hz以下の低周波領域の衝撃が加わったとき、図６
（ｂ）に示すように重り１００はこの付加おもり兼スト
ッパ５２０によって許容変位量内に抑えられる。なお、
この付加おもり兼ストッパ５２０によって重りの重量が
増加しセンサとしての感度も向上する。図６は更に本発
明の半導体加速度センサの第６の実施例も示しており、
図６（ａ）において、支持体１２０の下面にその外周が
重り１００の外周より大きい上方向の窪み５１１を有す
る支持基板５１０が設けられ、この窪み５１１の面と重
り１００の下面との間隔Ｈ1 は、重り１００の動作変位
量より僅かに、例えば１０〜３０ミクロン大きい寸法に
設定されている。
十Hz以下の低周波領域の衝撃が加わったとき、図６
（ｂ）に示すように重り１００はこの付加おもり兼スト
ッパ５２０によって許容変位量内に抑えられる。なお、
この付加おもり兼ストッパ５２０によって重りの重量が
増加しセンサとしての感度も向上する。図６は更に本発
明の半導体加速度センサの第６の実施例も示しており、
図６（ａ）において、支持体１２０の下面にその外周が
重り１００の外周より大きい上方向の窪み５１１を有す
る支持基板５１０が設けられ、この窪み５１１の面と重
り１００の下面との間隔Ｈ1 は、重り１００の動作変位
量より僅かに、例えば１０〜３０ミクロン大きい寸法に
設定されている。
【００３１】この半導体加速度センサに衝撃が加わった
とき、重り１００の下面と支持基板５１０の窪み５１１
の面との間にある気体の圧縮によって重り１００には図
４と同様ダンピングが加えられ耐衝撃性が向上する。図
７および図８は本発明の半導体加速度センサの第７の実
施例を示し、図７は断面図、図８は図７の詳細を示し図
８（ａ）は上部支持基板６１０の下面図、図８（ｂ）は
重り１００，支持体１２０および各梁１１１〜１１４か
らなるセンサ部の平面図、図８（ｃ）は下部支持基板６
２０の平面図である。図７および図８において、支持体
１２０の上面にその外周が重り１００の外周より大きい
下方向の窪み６１１を有し、この窪み６１１の重り１０
０の外周部に対面する個所に複数個の、例えば４個の下
方向の突部６１２が設けられた上部支持基板６１０と、
支持体１２０の下面にその外周が重り１００の外周より
大きい上方向の窪み６２１を有し、この窪み６２１の重
り１００の外周部に対面する個所に複数個の、例えば４
個の上方向の突部６２２が設けられた下部支持基板６２
０とを備え、上部支持基板６１０および下部支持基板６
２０の各窪み６１１および６２１の面と重り１００の上
面および下面との間隔はそれぞれ重り１００の動作変位
量より僅かに、例えば１０〜４０ミクロン大きい寸法Ｈ
1 に設定され、上部支持基板６１０および下部支持基板
６２０の各窪み６１１および６２１に設けられた各突部
６１２および６２２と重り１００の上面および下面との
間隔はそれぞれ重り１００の許容変位量より小さい寸法
Ｈ2 に設定されている。
とき、重り１００の下面と支持基板５１０の窪み５１１
の面との間にある気体の圧縮によって重り１００には図
４と同様ダンピングが加えられ耐衝撃性が向上する。図
７および図８は本発明の半導体加速度センサの第７の実
施例を示し、図７は断面図、図８は図７の詳細を示し図
８（ａ）は上部支持基板６１０の下面図、図８（ｂ）は
重り１００，支持体１２０および各梁１１１〜１１４か
らなるセンサ部の平面図、図８（ｃ）は下部支持基板６
２０の平面図である。図７および図８において、支持体
１２０の上面にその外周が重り１００の外周より大きい
下方向の窪み６１１を有し、この窪み６１１の重り１０
０の外周部に対面する個所に複数個の、例えば４個の下
方向の突部６１２が設けられた上部支持基板６１０と、
支持体１２０の下面にその外周が重り１００の外周より
大きい上方向の窪み６２１を有し、この窪み６２１の重
り１００の外周部に対面する個所に複数個の、例えば４
個の上方向の突部６２２が設けられた下部支持基板６２
０とを備え、上部支持基板６１０および下部支持基板６
２０の各窪み６１１および６２１の面と重り１００の上
面および下面との間隔はそれぞれ重り１００の動作変位
量より僅かに、例えば１０〜４０ミクロン大きい寸法Ｈ
1 に設定され、上部支持基板６１０および下部支持基板
６２０の各窪み６１１および６２１に設けられた各突部
６１２および６２２と重り１００の上面および下面との
間隔はそれぞれ重り１００の許容変位量より小さい寸法
Ｈ2 に設定されている。
【００３２】この半導体加速度センサに衝撃が加わった
とき、上部あるいは下部支持基板６１０，６２０の各窪
み６１１，６２１の面と重り１００の上面あるいは下面
との間にある気体の圧縮によって重り１００には図４お
よび図５に示す第４の実施例と同様ダンピングが加えら
れ耐衝撃性が向上する。更に上部あるいは下部支持基板
６１０，６２０の各窪み６１１，６２１に設けられた各
突部６１２あるいは６２２によって重り１００は図６に
示す第５の実施例と同様許容変位量内に抑えられる。
とき、上部あるいは下部支持基板６１０，６２０の各窪
み６１１，６２１の面と重り１００の上面あるいは下面
との間にある気体の圧縮によって重り１００には図４お
よび図５に示す第４の実施例と同様ダンピングが加えら
れ耐衝撃性が向上する。更に上部あるいは下部支持基板
６１０，６２０の各窪み６１１，６２１に設けられた各
突部６１２あるいは６２２によって重り１００は図６に
示す第５の実施例と同様許容変位量内に抑えられる。
【００３３】図９および図１０は本発明の半導体加速度
センサの第８の実施例を示し、図９は断面図、図１０は
図９の詳細を示し、図１０（ａ）は上部支持基板７１０
の下面図、図１０（ｂ）は重り１００，支持体１２０お
よび各梁１１１〜１１４からなるセンサ部の平面図、図
１０（ｃ）は下部支持基板７２０の平面図である。図９
および図１０に示す第８の実施例が図７および図８に示
す第７の実施例と異なるところは、図７および図８に示
す重り１００の外周部に対面する個所の複数個、例えば
４個の突部６１２，６２２に換えて、重り１００の外周
部に対面する個所にこの外周部に沿った突部７１２，７
２２が設けられた点にある。その他の構造および動作は
第７の実施例と同様である。
センサの第８の実施例を示し、図９は断面図、図１０は
図９の詳細を示し、図１０（ａ）は上部支持基板７１０
の下面図、図１０（ｂ）は重り１００，支持体１２０お
よび各梁１１１〜１１４からなるセンサ部の平面図、図
１０（ｃ）は下部支持基板７２０の平面図である。図９
および図１０に示す第８の実施例が図７および図８に示
す第７の実施例と異なるところは、図７および図８に示
す重り１００の外周部に対面する個所の複数個、例えば
４個の突部６１２，６２２に換えて、重り１００の外周
部に対面する個所にこの外周部に沿った突部７１２，７
２２が設けられた点にある。その他の構造および動作は
第７の実施例と同様である。
【００３４】前述の各半導体加速度センサは必要に応じ
て、図１１に示すように不活性気体８４０が封入された
密閉容器８５０内に収容される。これによって自動車用
などの厳しい環境条件に対して充分安全となる。なお、
８１０はこれら各半導体加速度センサを示し、８２０は
検出信号の増幅器を示す。前述の実施例の各半導体加速
度センサはそれぞれ構造的に耐衝撃性が向上しており、
従来のダンピング液が封入された密閉容器に換えて、不
活性気体の封入された密閉容器に収納することができ、
製造の歩止まりを向上できる。
て、図１１に示すように不活性気体８４０が封入された
密閉容器８５０内に収容される。これによって自動車用
などの厳しい環境条件に対して充分安全となる。なお、
８１０はこれら各半導体加速度センサを示し、８２０は
検出信号の増幅器を示す。前述の実施例の各半導体加速
度センサはそれぞれ構造的に耐衝撃性が向上しており、
従来のダンピング液が封入された密閉容器に換えて、不
活性気体の封入された密閉容器に収納することができ、
製造の歩止まりを向上できる。
【００３５】
【発明の効果】本発明の半導体加速度センサは干渉出力
が低減し、かつ製造における掘削加工精度が向上し、更
に耐衝撃性が向上してダンピング液が封入された密閉容
器に収納することが不要となった。これらにより検出精
度が高く製造歩止まりのよい高性能低コストの半導体加
速度センサが得られる。
が低減し、かつ製造における掘削加工精度が向上し、更
に耐衝撃性が向上してダンピング液が封入された密閉容
器に収納することが不要となった。これらにより検出精
度が高く製造歩止まりのよい高性能低コストの半導体加
速度センサが得られる。
【図１】本発明の半導体加速度センサの第１の実施例を
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は回路
図
示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）は回路
図
【図２】本発明の半導体加速度センサの第２の実施例に
おける半導体基板の加工方法を示し、（ａ）は半導体基
板の平面図、（ｂ）は半導体基板の下面図
おける半導体基板の加工方法を示し、（ａ）は半導体基
板の平面図、（ｂ）は半導体基板の下面図
【図３】本発明の半導体加速度センサの第３の実施例に
おける半導体基板の加工方法を示し、（ａ）は半導体基
板の平面図、（ｂ）は半導体基板の下面図
おける半導体基板の加工方法を示し、（ａ）は半導体基
板の平面図、（ｂ）は半導体基板の下面図
【図４】本発明の半導体加速度センサの第４の実施例を
示す断面図
示す断面図
【図５】図４の詳細を示し、（ａ）はセンサ部の平面
図、（ｂ）は支持基板の下面図
図、（ｂ）は支持基板の下面図
【図６】本発明の半導体加速度センサの第５および第６
の実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の半
導体加速度センサに衝撃が加わったときの断面図
の実施例を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は（ａ）の半
導体加速度センサに衝撃が加わったときの断面図
【図７】本発明の半導体加速度センサの第７の実施例を
示す断面図
示す断面図
【図８】図７の詳細を示し、（ａ）は上部支持基板の下
面図、（ｂ）はセンサ部の平面図、（ｃ）は下部支持基
板の平面図
面図、（ｂ）はセンサ部の平面図、（ｃ）は下部支持基
板の平面図
【図９】本発明の半導体加速度センサの第８の実施例を
示す断面図
示す断面図
【図１０】図９の詳細を示し、（ａ）は上部支持基板の
下面図、（ｂ）はセンサ部の平面図、（ｃ）は下部支持
基板の平面図
下面図、（ｂ）はセンサ部の平面図、（ｃ）は下部支持
基板の平面図
【図１１】実施例１〜８に示す本発明の半導体加速度セ
ンサを不活性気体が封入された密閉容器に収納したとき
の断面図
ンサを不活性気体が封入された密閉容器に収納したとき
の断面図
【図１２】従来の半導体加速度センサの一例を示し、
（ａ）は一部を取り除いた斜視図、（ｂ）は回路図
（ａ）は一部を取り除いた斜視図、（ｂ）は回路図
【図１３】図１２に示す従来の半導体加速度センサをダ
ンピング液が封入された密閉容器に収納したときの断面
図
ンピング液が封入された密閉容器に収納したときの断面
図
【図１４】図１２に示す従来の半導体加速度センサの干
渉出力発生機構を示す断面図
渉出力発生機構を示す断面図
【図１５】従来の半導体加速度センサの異なる例を示す
断面図
断面図
【図１６】図１２あるいは１４に示す従来の半導体加速
度センサにおける半導体基板の加工方法を示す半導体基
板の断面図
度センサにおける半導体基板の加工方法を示す半導体基
板の断面図
１００ 重り １１１ 梁（第１の組の） １１２ 梁（第２の組の） １１３ 梁（第１の組の） １１４ 梁（第２の組の） １２０ 支持体 １３１ 歪ゲージ（第１の型の） １３２ 歪ゲージ（第２の型の） １３３ 歪ゲージ（第１の型の） １３４ 歪ゲージ（第２の型の） １３５ 歪ゲージ（第１の型の） １３６ 歪ゲージ（第２の型の） １３７ 歪ゲージ（第１の型の） １３８ 歪ゲージ（第２の型の） ２１０ 上面からの掘削加工部 ２１１ 下面からの掘削加工部 ４３０ 一方の側の信号端子 ４３１ 一方の側のダミー信号端子 ４３２ 他方の側の信号端子 ４３３ 他方の側のダミー信号端子 ４５０ 支持基板 ５１０ 支持基板 ５１１ 窪み ５２０ 付加おもり兼ストッパ ６１０ 上部支持基板 ６１１ 窪み ６１２ 突部 ６２０ 下部支持基板 ６２１ 窪み ６２２ 突部 ７１０ 上部支持基板 ７１１ 窪み ７１２ 突部 ７２０ 下部支持基板 ７２１ 窪み ７２２ 突部 ８４０ 不活性気体 ８５０ 密閉容器
Claims (9)
- 【請求項１】半導体からなり、厚肉状の重りと、この重
りと所定の間隔を有し、かつこの重りを囲うよう形成さ
れた厚肉状の支持体と、前記重りの外周と前記支持体の
内周とを連結しこの重りの中心に対し互に１８０°の回
転移動で合致する一対の薄肉状の梁を１組とする第１お
よび第２の組の梁とからなり、これら各梁の上面にそれ
ぞれ歪ゲージが形成されることを特徴とする半導体加速
度センサ。 - 【請求項２】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、歪ゲージはそれぞれ梁と支持体の結合部側の上面に
その長さ方向に形成される第１の型の歪ゲージと、その
巾方向に形成される第２の型の歪ゲージとからなり、こ
れら第１の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第１の
型の歪ゲージと第２の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成さ
れた第１の型の歪ゲージとを対向させ、第１の組の薄肉
状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲージと第２
の組の薄肉状の梁にそれぞれ形成された第２の型の歪ゲ
ージとを対向させてホイートストンブリッジを構成する
ことを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項３】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、重り，支持体および各梁は１個の半導体基板から形
成され、これらを形成するためのこの半導体基板の上面
および下面からの掘削加工部はその加工幅寸法がそれぞ
れ同一であることを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項４】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、支持体はその上面周辺に各梁の上面に形成された各
歪ゲージに接続される複数個の一方の側の信号端子と、
この信号端子と同一形状の複数個の一方の側のダミー信
号端子とがほぼ均一な間隔で設けられ、これら複数個の
一方の側の信号端子とダミー信号とにそれぞれ対面し接
続される複数個の他方の側の信号端子とダミー信号端子
とを有し、この他方の側の信号端子を通して各梁に形成
された各歪ゲージを外部に接続する支持基板を備え、こ
れら一方の側と他方の側の信号端子およびダミー信号端
子をそれぞれ加えた高さは、重りの動作変位量より僅か
に大きい寸法に設定されることを特徴とする半導体加速
度センサ。 - 【請求項５】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、重りはその上面にその外周が支持体の内周より大き
い逆凸形の付加おもり兼ストッパが設けられ、この付加
おもり兼ストッパの外周部下面と支持体の上面との間隔
は前記重りの許容変位量より小さい寸法に設定されるこ
とを特徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項６】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、支持体はその下面にその外周が重りの外周より大き
い上方向の窪みを有する支持基板が設けられ、この窪み
の面と前記重りの下面との間隔は、前記重りの動作変位
量より僅かに大きい寸法に設定されることを特徴とする
半導体加速度センサ。 - 【請求項７】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、支持体はその上面にその外周が重りの外周より大き
い下方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に
対面する個所に複数個の下方向の突部が設けられた上部
支持基板と、その下面にその外周が前記重りの外周より
大きい上方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周
部に対面する個所に複数個の上方向の突部が設けられた
下部支持基板とを備え、前記上部支持基板および前記下
部支持基板の各窪みの面と前記重りの上面および下面と
の間隔はそれぞれ前記重りの動作変位量より僅かに大き
い寸法に設定され、前記上部支持基板および前記下部支
持基板の各窪みに設けられた各突部と前記重りの上面お
よび下面との間隔はそれぞれ前記重りの許容変位量より
小さい寸法に設定されることを特徴とする半導体加速度
センサ。 - 【請求項８】請求項１記載の半導体加速度センサにおい
て、支持体はその上面にその外周が重りの外周より大き
い下方向の窪みを有し、この窪みの前記重りの外周部に
対面する個所にこの外周部に沿った下方向の突部が設け
られた上部支持基板と、その下面にその外周が前記重り
の外周より大きい上方向の窪みを有し、この窪みの前記
重りの外周部に対面する個所にこの外周部に沿った上方
向の突部が設けられた下部支持基板とを備え、前記上部
支持基板および前記下部支持基板の各窪みの面と前記重
りの上面および下面との間隔はそれぞれ前記重りの動作
変位量より僅かに大きい寸法に設定され、前記上部支持
基板および前記下部支持基板の各窪みに設けられた各突
部と前記重りの上面および下面との間隔はそれぞれ前記
重りの許容変位量より小さい寸法に設定されることを特
徴とする半導体加速度センサ。 - 【請求項９】不活性気体が封入された密閉容器内に収容
されることを特徴とする請求項１〜７あるいは８記載の
半導体加速度センサ。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066470A JP2831195B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体加速度センサ |
| GB9306077A GB2266151B (en) | 1992-03-25 | 1993-03-24 | Semiconductor acceleration sensor |
| GB9605377A GB2296977B (en) | 1992-03-25 | 1993-03-24 | Semi-conductor acceleration sensor |
| DE19934309786 DE4309786B4 (de) | 1992-03-25 | 1993-03-25 | Halbleiterbeschleunigungssensor |
| DE4345551A DE4345551B4 (de) | 1992-03-25 | 1993-03-25 | Halbleiterbeschleunigungssensor |
| DE4345552A DE4345552B4 (de) | 1992-03-25 | 1993-03-25 | Halbleiterbeschleunigungssensor |
| US08/281,100 US5665915A (en) | 1992-03-25 | 1994-07-27 | Semiconductor capacitive acceleration sensor |
| US08/376,051 US5490421A (en) | 1992-03-25 | 1995-01-23 | Semi-conductor acceleration sensor having thin beam supported weight |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4066470A JP2831195B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体加速度センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05273229A true JPH05273229A (ja) | 1993-10-22 |
| JP2831195B2 JP2831195B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=13316708
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4066470A Expired - Fee Related JP2831195B2 (ja) | 1992-03-25 | 1992-03-25 | 半導体加速度センサ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5490421A (ja) |
| JP (1) | JP2831195B2 (ja) |
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1995
- 1995-01-23 US US08/376,051 patent/US5490421A/en not_active Expired - Lifetime
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